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反渗透膜设备“挑战”牛磺酸分离纯化

2021-10-20

   牛磺酸是名贵中药牛黄的重要成分之一,具有独特的药理和营养作用。牛磺酸本身是一种特殊的氨基酸,是人体必需的营养元素。保护眼睛和心肌,增强心脏功能。此外,它还可以保护肺、肝、胃肠道,增强人体免疫力。天然牛磺酸在水生动物中含量丰富,以自由形式存在。随着人们生活水平的提高,对牛磺酸的需求也日益增加,催生了牛磺酸分离纯化的工业生产产业。然而,低纯度和高污染的问题亟待解决。

  传统牛磺酸分离纯化工艺流程缺点

  牛磺酸水提液中含有大量无机盐类、蛋白质和多糖等杂质,所以设计整个工艺流程的核心就是除去这些杂质,但是传统工艺中的一些步骤,不仅使得杂质没有得到有效处理,还会增加新的污染源。

  在整个工艺中,采用的是酸碱沉淀法除蛋白质,带来的问题就是引入了大量Na+、Cl-、SO42-等杂质离子,又需要想办法除去这些新引入的离子,增加了处理的负担。

  同时引入的盐离子增大了含盐度,这就使得离子交换负荷加大,出水达不到预定指标。同时离子交换处理量的增大就意味着交换树脂的用量增大,需要更高频率的酸碱再生,导致新的污染废水的产生,增加了废水处理量和难度。这些都会增加企业的处理成本。

  超滤+反渗透膜设备牛磺酸分离纯化优势

  由于牛磺酸是小分子物质,蛋白质属于大分子物质,因此,可采用超滤技术将二者分开。预先处理过的水提液进入超滤系统,由于截留分子量的特性,不需要的蛋白物质就会被截留在浓水侧,同时多糖等大分子物质也无法透过超滤膜而被截留下来。牛磺酸随着水透过超滤膜进入离子交换系统,除去盐分、色素等物质。含有牛磺酸的溶液进入下一级反渗透处理系统,一价盐和水透过膜进入产水端,牛磺酸的分子直径大于反渗透膜的孔径,被截留在浓水侧实现了有效浓缩,再经后续蒸发和结晶处理,即可得到所需的高纯度牛磺酸成品。

  1、复合膜系统的采用(超滤除杂+反渗透浓缩),整个过程中去除了大量杂质成分,包括大分子蛋白质、色度等杂质以及部分小分子杂质等,去除精度更高,牛磺酸含量得到大量提升。

  2、离子交换系统前的超滤系统有效除去了蛋白质且不引入其他杂质,并可同时去除其他大分子物质,不引入盐离子的同时减少了树脂使用量,有效减少了再生树脂所需溶液量,减少了废水的排放,保护环境。

  3、超滤系统处理使得溶液蛋白质含量降低到0、2%以下,远高于酸碱沉淀法达到的3%。

  4、牛磺酸溶液在醇提结晶前需要浓缩100倍,反渗透膜设备可以浓缩35-40倍,因此大大减少了减压浓缩量,节约能源。

  5、整个过程无任何物质添加,无额外处理量增加。

  6、设计在线再生清洗和排污装置,降低劳动强度和生产成本,提高生产效率。

  7、常温常态处理,无任何相态变化,保证牛磺酸性质不发生任何变化。

  8、能耗及运行成本低。

  9、自动化程度高,易于操作及维护。

  膜技术在21世纪得到迅猛发展,日渐成熟的膜技术正在各行各业得到广泛使用。膜分离、膜浓缩正慢慢成为动植物提取工艺中不可或缺的一部分。

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